锂电池供电方案-电源技术电路图

　　锂电池因具有绿色环保，重量轻，无记忆效应，自放电率低，高低温适应性强等诸多优点，而广泛应用于各种电子产品中。
　　这里介绍一种基于TP4056的单节锂电池的充电方案，并通过简单外围电路实现过充过放保护，电源自动切换和硬件开关机。
　　1、TP4056充电方案

　　图1

　　图1中4脚为电源输入引脚，8脚为使能引脚，高电平有效（因此直接接到电源）；7脚和6脚，功能分别为充电状态指示和充电完成指示，这两个引脚内部结构均为漏极开漏输出，当它们导通时，对应连接的LED就会通过引脚内部的MOS管形成通路，使LED点亮。正常充电情况下，7脚导通，红灯亮，6脚截止，绿灯灭。充电完成后，7脚和6脚间的逻辑翻转，绿灯亮，红灯灭；5脚为电池正极连接端，芯片通过该引脚对电池进行充电；1脚为温度保护信号输入端，其基本原理为，通过电池内部的NTC（负温度系数热敏电阻，随着温度升高而阻值降低，温度降低而阻值升高）与外部的电阻分压后输入TEMP引脚，当该电压值低于输入电压45%和高于输入电压的80%，充电将被暂停，如果不使用温度检测功能，则可以将该引脚直接接地。2脚为充电电压编程引脚
　　其中：

　　IBAT为充电电流
　　VPROG为编程电压（在预充阶段为0.1V，恒流充阶段为1V）
　　RPROG为编程电阻，通过Vprog引脚链接到地
　　例如，如果RPROG = 1200Ω，则预充阶段充电电流为:
　　0.1/1200*1200=0.1A
　　恒流阶段充电电流为
　　1/1200*1200=1A
　　到此TP4056芯片功能介绍完毕，更加详细的资料可其数据手册进行详细了解。
　　2、过放及过充保护
　　过充和过放保护，从字面意思理解即可，就是避免电池过度放电和过度充电。一般来说，锂电池厂家都会有内置保护电路板，对电池进行过充和过放的保护，这种情况下，我们直接使用TP4056即可；下面将要介绍的使用是没有内置保护板的锂电池而采用的保护方案。
　　在众多保护方案中，DW01加MOS管为常见的方案，电路如下

　　正常状态下，M1，M2均导通，
　　过充状态下，M2截止，充电回路切断，过放状态下，M1截止，放电回路切断，两种状态实现对电池的过充过放保护；
　　基于DW01加两个MOS的方案，厂商还推出了内部集成MOS的DW06，相比较而言，DW06外部电路更简单电路图如下

　　3、自动电源切换
　　该电源切换电路选自于TP4056的数据手册中，下面分析其工作原理

　　在只有VCC-BAT供电的情况下，由于MOS管Q3的G极被R1拉低到地，则MOS导通，VCC-BAT通过Q3向后级供电；
　　当USB电源VCC-USB插入后，Q3的G极变为高电平，使Q3截止，VCC-USB通过D1向后级供电；
　　USB拔除后，Q3导通，供电状态恢复为VCC-BAT供电。
　　4、硬件开关机电路
　　一般来说，为了实现对系统的硬件电源切断，会使用直接的机械开关进行控制电源的通断。但是由于机械开关存在着体积较大（不利于小型化设计），且由于磨损导致寿命较短等缺点，按键开关越来越多的被使用，下面介绍一种比较简单的实现电路：

　　如上图所示
　　关机状态：由于Q1被R1钳位到高电平，Q1截止，VCC不能向后级供电
　　开机：长按S2，D2导通，使Q1的G极拉低而导通，VCC通过Q1向后级VCC-SYS供电；VCC-SYS连接MCU电源，MCU通电复位后开始工作，通过控制连接到MCU上面I/O的Power-On，使其为高电平，此时Q2导通，使Q1的G极变为低电平，松开按键S2，只要Power-On引脚电平保持为高电平，系统供电正常供电；
　　关机流程：开机状态下，长按下S2，MCU通过D2，检测到低电平，累计一定时间后，判定为关机动作，将Power-ON引脚输出低电平，Q1截止，系统断电；
　　上面所述的电路，可实现系统的硬关机。
　　上面提到的四个电路，可根据实际情况进行组合调整，应用于电路之中。

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